WO2016002897A1

WO2016002897A1 - 金属体の腐食速度測定方法

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Publication number: WO2016002897A1
Application number: PCT/JP2015/069176
Authority: WO
Inventors: 山本　悟; 賢士郎竹子
Original assignee: 日本防蝕工業株式会社
Priority date: 2014-07-04
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2016-01-07
Also published as: JP6026055B2; JPWO2016002897A1

Abstract

　分極試験から得られた分極特性に基づいて、ターフェル外挿法によって腐食速度をより正確に求める。本発明に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法は、（Ａ）分極試験を実施するステップ、（Ｂ）腐食発生の有無を判断するステップ、（Ｃ）カソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）およびアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）を計算するステップ、（Ｄ）誤差比率（ｄ）の対数値を用いて、目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップ、（Ｅ）カソード分極において、見掛けの勾配（βｃ'）を計算するステップ、（Ｆ）見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ'）を計算するステップ、（Ｇ）腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップ、を有している。

Description

金属体の腐食速度測定方法

　本発明は、金属体の腐食速度測定方法、特に、電解質中における金属体の腐食速度を非破壊に測定するための金属体の腐食速度測定方法に関する。

　我が国の社会資本の多くは、１９５５年頃からの高度成長期に建造され、現在は維持管理を必要とする時期に入っている。そして、コンクリート中に配置された鋼材、地盤に埋設された鋼製配管や送電塔基礎、あるいは、海洋に設置させた海洋鋼構造物等のような「電解質中における金属体」の維持管理において必要とされているのが「腐食診断」である。
　対象構造物の腐食状況を正確に診断することは、構造物の寿命予測や劣化対策を講じるうえで非常に重要である。これまで鋼材等の腐食状況の調査の多くは、目視観察、自然電位法などによって実施されているが、目視観察や自然電位法では、定量的に精度良く腐食速度を求めることはできない。
　また、電気化学的な手法を用いて金属の腐食速度を求める方法として、「ターフェル外挿法（例えば、特許文献１参照）」および「分極抵抗法（例えば、特許文献２参照）」がある。以下、それぞれについて説明する。

　（１．ターフェル外挿法の原理）
　（１．１腐食電流密度）
　図１は、鋼材腐食の原理を説明する腐食状況を模式的に示す模式図である。
　図１において、鋼材は、一般にミクロセル（凹部）を形成して腐食が進行する。この際、鋼材が溶解するアノード反応式（１）と、アノード反応に見合うだけの酸素の還元反応等のカソード反応式（２）が同時に起こる。
　このとき、アノード電流Ｉ_ａ（ｍＡ）と、それに見合うカソード電流Ｉ_ｃ（ｍＡ）とが釣り合いながら式（３）に示すように腐食電流が流れる。但し、アノード電流Ｉ_ａとカソード電流Ｉ_ｃとは相殺されるので、見かけの腐食電流はゼロアンペアである。また、アノード反応とカソード反応は同一金属の表面で起こっているので、いずれか片方だけの電流を外部に取り出して腐食電流を測定することはできない。
　なお、アノード反応ならびにカソード反応が同一面積Ａ（ｍ^２）内で生じるので、ここでやり取りされるアノード電流Ｉ_ａ（ｍＡ）およびカソード電流Ｉ_ｃ（ｍＡ）を面積Ａ（ｍ^２）で除したアノード電流密度ｉ_ａ（ｍＡ／ｍ^２）およびカソード電流密度ｉ_ｃ（ｍＡ／ｍ^２）は、式（３）に示すように絶対値とし腐食電流密度ｉ_ｃｏｒ（ｍＡ／ｍ^２）の絶対値に等しい。

　（１．２分極）
　図２および図３は、電解質中における金属体の分極を測定するための要領を説明するものであって、図２は測定装置を模式的に示す模式図、図３は測定結果を模式的に示す分極特性図である。
　図２において、分極測定装置１０は、電解質１１中に対極１２および測定対象１３が設置され、電解質１１に照合電極（半電池）１４が設置されている。そして、対極１２と測定対象１３との間に直流電源１５が接続され、照合電極（半電池）１４と測定対象１３との間に電圧計１６が接続されている。
　腐食状態の金属体の電位は「自然電位Ｅ_ｃｏｒ」または「腐食電位」と呼ばれ、照合電極（半電池）１４の電位を基準にして測定される。

　図２および図３において、測定対象１３を直流電源のマイナス極に、対極１２をプラス極に接続して、対極１２から電解質１１を通して測定対象１３表面に電流を流入させると、図示するように測定対象１３の電位はマイナス方向に変化する。これを「カソード分極」と呼ぶ。
　一方、測定対象１３をプラス極に接続して、対極１２をマイナス極に接続して、測定対象１３から電解質１１中に電流を流出させると、測定対象１３の電位はプラス方向に変化する。これを「アノード分極」と呼ぶ。

　なお、カソード分極およびアノード分極をまとめて又はそれぞれを「分極」と称す場合がある。また、供給する電流に対応して測定される電位Ｅの「自然電位Ｅ_ｃｏｒ」からの変化分を「分極量η（イータ）」で表す。
　分極は外部からの電流によって生じる電極反応の抵抗分として現れる。分極は、
　(ａ)活性化分極、
　(ｂ)濃度分極、
　(ｃ)抵抗分極、
に大別されるが、実際の腐食ではこれらが複合して生じている。
　塩害によって腐食するコンクリート中の鋼材は、通気性の良い条件では、(ａ)活性化分極し、海水中のように酸素の供給が悪い条件のカソード反応では、(ｂ)濃度分極し、コンクリート中で不動態被膜を形成する健全な鋼材のアノード分極は、(ｃ)抵抗分極となる。

　（１．３　外部電流密度）
　外部から与える電流を「外部電流密度ｉ_ｏｕｔ」と呼ぶと、外部電流密度ｉ_ｏｕｔは、式（４）で示すようにアノード電流密度ｉａとカソード電流密度ｉｃとの差で表される。

　（１．４ターフェル式）
　活性化分極では、分極量ηと電流密度ｉとの関係は式(５)で表される。ここで、Ｂ（正確には「Ｂの絶対値」）は、縦軸を電位Ｅにして、横軸を自然対数で示す電流密度ｉにした場合（片対数グラフにおける）、分極量ηと電流密度ｉとの関係を示す線の勾配に相当し、「ターフェル勾配」と呼ばれている。
　そして、式（５）を式（４）に代入すると式（６）となる。
　例えば、分極量ηがアノード側に十分に大きいと（例えば１００ｍＶ）、アノード電流密度ｉａはカソード電流密度ｉｃよりも十分に大きな値（ｉａ＞＞ｉｃ）となり、カソード電流密度ｉｃは無視できるので、式(６)を式(７)のように近似することができる。

　式（７）の両辺を常用対数でとると、式（８）が得られ、これを、外部電流密度ｉ_ｏｕｔと分極量ηとの関係に書き直すと、式（９）が得られる。なお、式（９）はアノード分極の場合の「ターフェル式」と呼ばれ、係数「βａ」を常用対数における「ターフェル勾配（以下「アノード勾配」と称す）」と称す。
　一方、分極量がカソード側に十分大きい（ｉａ＜＜ｉｃ）場合は、カソード分極の場合の「ターフェル式」である式（１０）が得られる。ここで、係数「βｃ」を、常用対数における「ターフェル勾配（以下「カソード勾配」と称す）」と称す。
　なお、自然対数におけるターフェル勾配を、アノード分極の場合は「Ｂａ」と、カソード分極の場合は「Ｂｃ」とすると、「βａ＝２．３０３Ｂａ、βｃ＝２．３０３Ｂｃ」の関係がある。

　（１．５　ターフェル外挿法における腐食速度の求め方）
　図４は、電解質中における金属体の分極を測定するための要領を説明するものであって、測定結果を模式的に示す分極特性図である。
　図４において、分極特性図におけるカソード側の曲線について、所定の電流密度における当該曲線の接線（「ターフェル直線」に同じ）を求め、当該接線と自然電位Ｅ_ｃｏｒを示す水平線との交点に対応した電流密度を、「腐食電流密度ｉ_ｃｏｒ」として求めることになる。
　これを「ターフェル外挿法」（以下「外挿法」と称す）と呼んでいる。外挿法は、測定対象ごとの分極特性から腐食速度を求めることができるという長所がある。

　（２．分極抵抗法の原理）
　（２．１分極抵抗）
　図４において、活性化分極での外部電流密度ｉ_ｏｕｔと分極量ηとの関係は、前記のように式(６)によって示される。いま、分極量ηが、自然腐食状態を乱さない程度の微少な量（例えば１０ｍＶ）とすると、式(６)の指数関数はマクローリン展開によって式（１１）のように近似することができる。
　ここで、外部電流密度ｉ_ｏｕｔに対する分極量ηを「分極抵抗Ｒｐ」とすると、分極抵抗Ｒｐは式（１２）のように表される。

　（２．２　分極抵抗法による腐食速度の計算）
　式（１２）のアノード勾配β_aおよびカソード勾配β_cが一定とすると、腐食電流密度ｉ_ｏｕｔを、式（１３）によって計算することができる。式（１３）は分極抵抗法の原理であって、「Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅａｒｙの式」として知られている。

特開２００６－３８８３５号公報（第３－４頁、図１）特開２０００－１６２１６７号公報（第２－３頁、図１）

　しかしながら、以上説明した「ターフェル外挿法」および「分極抵抗法」には以下の問題がある。以下、それぞれについて説明する。

（ターフェル外挿法の問題）
　測定対象をカソード分極すると、式（２）に示すような還元反応が生じ、ｐＨの上昇、金属表面のイオン濃度変化、ならびに金属表面の性状変化も生じる。これらのことから、分極量ηはターフェル直線よりも余分に分極し、図４に示すように分極線が曲がるために正確なターフェル直線を決定することができないという問題があった。
　すなわち、電流密度の値に応じて様々な接線を引くことが可能になっていた。
　また、アノード分極では金属の溶解、ｐＨの低下や表面状態の変化によるカソード分極の場合と同様の問題があった。
　特に、コンクリート中の鋼材について測定する場合は、測定対象である鋼材の表面状態を一定に維持することが困難であるため、前記問題が顕著になる。
　さらに、電流密度が高くなると、図２に示すように電解質の抵抗Ｒと電流Ｉとの積で示される「電圧降下ＩＲ」が生じ、ターフェル直線を決定できないという問題があった。

　（分極抵抗法の問題）
　アノード勾配β_aおよびカソード勾配β_cは、鋼材と環境との組み合わせや、鋼材表面の反応系によって様々な値を示すので、定数ｋを決めることができないため、腐食速度を測定することができないという問題があった。
　また、定数ｋを固定（例えば、２６ｍＶ）したのでは、正確な腐食速度を測定することができないという問題があった。
　なお、特許文献１には、複数水準の直流分極電位を与えて得た測定結果を、所定の式に代入し、分極コンダクタンスＹｐ、アノード勾配β_ａおよびカソード勾配β_ｃを同時に求め、腐食速度ｉ_ｃｏｒを計算できることが記述されている。しかしながら、ノイズのある測定環境では、直流分極電位が最大で±１Ｖから±２Ｖ程度あることから、分極量が非常に大きくなるため、測定対象の表面状態や環境が変化するという問題や、直流分極電位の水準が不明確であるため、実用的でないという問題があった。

　本発明は上記問題を解消するものであって、分極試験から得られた分極特性に基づいて、ターフェル外挿法によって腐食速度をより正確に求めることができる金属体の腐食速度測定方法を提供するものである。

　（１）本発明に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法は、電流密度を段階的に変更し、該変更された電流密度の電流を電解質中の金属体に供給して電極反応を生じさせ、カソード分極およびアノード分極の双方における電位を測定するステップと、
　前記測定した電位が前記金属体の自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から変化した量である分極量を求めるステップと、
　前記分極量のうち、予め定めた値である最小分極量よりも大きく、且つ、前記最小分極量に最も近い分極量を第１目安分極量として特定し、該第１目安分極量になったときに供給された電流密度である第１目安電流密度を求め、
　前記第１目安分極量よりも小さく、且つ、前記第１目安分極量に最も近い分極量を第２目安分極量として特定し、該第２目安分極量になったときに供給された電流密度である第２目安電流密度を求め、
　前記第１目安電流密度の対数値と前記第２目安電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目安分極量と前記第２目安分極量との間の分極量の変化分の割合を、カソード分極においてはカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）とし、アノード分極においてはアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）として計算するステップと、
　カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、式（１４）によって目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、
　カソード分極において、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に対応した電流密度である目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における、電流密度の対数値の変化分に対する分極量の変化分の割合である見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップと、
　前記目標分極量（η_ｔｒｇ）、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）、前記見掛けの勾配（βｃ’）、および前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から、式（１５）によって見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）を計算するステップと、
　前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）、前記見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）、および前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）から、式（１６）および式（１７）によって、前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）における電流密度である腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、
を有するものである。

　（２）また、前記見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、前記供給された電流密度の対数値と前記測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、該計算された関係式において、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きを計算するものである。
　（３）また、前記見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の前記分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量とを特定して、これらを第１目標分極量および第２目標分極量とすると共に、前記第１目標分極量および前記第２目標分極量になったときに供給された電流密度を、それぞれ第１目標電流密度および第２目標電流密度として、前記第１目標電流密度の対数値と前記第２目標電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目標分極量と前記第２目標分極量との間の分極量の変化分の割合を計算するものである。

　（４）本発明に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法は、電流密度を段階的に変更し、該変更された電流密度の電流を電解質中の金属体に供給して電極反応を生じさせ、カソード分極およびアノード分極の双方における電位を測定するステップと、
　前記測定した電位が前記金属体の自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から変化した量である分極量を求めるステップと、
　前記分極量のうち、予め定めた値である最小分極量よりも大きく、且つ、前記最小分極量に最も近い分極量を第１目安分極量として特定し、該第１目安分極量になったときに供給された電流密度である第１目安電流密度を求め、
　前記第１目安分極量よりも小さく、且つ、前記第１目安分極量に最も近い分極量を第２目安分極量として特定し、該第２目安分極量になったときに供給された電流密度である第２目安電流密度を求め、
　前記第１目安電流密度の対数値と前記第２目安電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目安分極量と前記第２目安分極量との間の分極量の変化分の割合を、カソード分極においてはカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）とし、アノード分極においてはアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）として計算するステップと、
　カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、式（１８）によって目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、
　アノード分極において、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に対応した電流密度である目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における、電流密度の対数値の変化分に対する分極量の変化分の割合である見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップと、
　前記目標分極量（η_ｔｒｇ）、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）、前記見掛けの勾配（βａ’）、および前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から、式（１９）によって見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）を計算するステップと、
　前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）、前記見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）、および前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）から、式（２０）および式（２１）によって、前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）における電流密度である腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、
を有するものである。

　（５）また、前記見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、前記供給された電流密度の対数値と前記測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、該計算された関係式において、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きを計算するものである。
　（６）また、前記見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の前記分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量とを特定して、これらを第１目標分極量および第２目標分極量とすると共に、前記第１目標分極量および前記第２目標分極量になったときに供給された電流密度を、それぞれ第１目標電流密度および第２目標電流密度として、前記第１目標電流密度の対数値と前記第２目標電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目標分極量と前記第２目標分極量との間の分極量の変化分の割合を計算するものである。

　（７）また、前記最小分極量が２ｍＶ以上１２０ｍＶ以下であることを特徴とする。
　（８）また、前記最小分極量が１０ｍＶである。
　（９）また、前記第１目安電流密度が１０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下である。
　（１０）また、前記第１目安電流密度が２００ｍＡ／ｍ^２である。
　（１１）また、前記誤差比率（ｄ）は、０．０１（１％）である。

　（１２）また、アノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときの分極量が、プラス方向に１０ｍＶ以上である場合、前記金属体は不動態化しているとして、腐食なしと判定するものである。
　（１３）また、前記自然電位が、－６５０ｍＶ　ｖｓ．ＳＣＥより卑で、且つ、カソード分極およびアノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときのカソード分極の分極量およびアノード分極の分極量がそれぞれ１０ｍＶ未満のとき、腐食なしと判定するものである。

　（ｉ）本発明に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法は、予め定めた値である最小分極量に対応して、カソード目安勾配（β_Ｃ ^ｔｍｐ）およびアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）を計算するステップと、カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、カソード分極において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップと、見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）を計算するステップと、腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、を有している。
　したがって、分極量ηがターフェル直線よりも余分に分極して曲線を呈する場合でも、より正確なターフェル直線（接線）を決定することができる。

　（ｉｉ）また、見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、測定値に基づいて計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾き（微分値）を計算するものであるから、恣意性が排除された見掛けの勾配（βｃ’）を得ることができる。
　（ｉｉｉ）また、見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量（すなわち、目標分極量に最も近い値である第１目標分極量または第２目標分極量と、次に近い第２目標分極量または第１目標分極量）とを特定して、目標分極量（η_ｔｒｇ）を跨ぐ一対の測定値（一対の分極量およびこれらに対応した一対の供給された電流密度）から計算されるから、計算が簡単で、恣意性が排除された見掛けの勾配（βｃ’）を得ることができる。

　（ｉｖ）本発明に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法は、予め定めた値である最小分極量に対応して、カソード目安勾配（β_Ｃ ^ｔｍｐ）およびアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）を計算するステップと、カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、アノード分極において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップと、見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）を計算するステップと、腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、を有している。
　したがって、分極量ηがターフェル直線よりも余分に分極して曲線を呈する場合でも、より正確なターフェル直線（接線）を決定することができる。

　（ｖ）また、見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、測定値に基づいて計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾き（微分値）を計算するものであるから、恣意性が排除された見掛けの勾配（βａ’）を得ることができる。
　（ｖｉ）また、見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量（すなわち、目標分極量に最も近い値である第１目標分極量または第２目標分極量と、次に近い第２目標分極量または第１目標分極量）とを特定して、目標分極量（η_ｔｒｇ）を跨ぐ一対の測定値（一対の分極量およびこれらに対応した一対の供給された電流密度）から計算されるから、計算が簡単で、恣意性が排除された見掛けの勾配（βａ’）を得ることができる。

　（ｖｉｉ）また、コンクリート中の鋼材に対して、最小分極量を２ｍＶ以上１２０ｍＶ以下にしたり、第１目安電流密度を１０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下にしたり、好ましくは、最小分極量を１０ｍＶにしたり、第１目安電流密度を２００ｍＡ／ｍ^２にしたり、あるいは、誤差比率（ｄ）を０．０１（１％）にしているから、妥当な値の腐食速度を得ることができる。
　（ｖｉｉｉ）また、アノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときの分極量が、プラス方向に１０ｍＶ以上である場合や、自然電位が－６５０ｍＶ　ｖｓ．ＳＣＥより卑で、且つ、カソード分極およびアノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときのカソード分極の分極量およびアノード分極の分極量がそれぞれ１０ｍＶ未満の場合は、腐食速度が１ｍＡ／ｍ^２以下として、腐食なしと判定しているから、妥当な判定が得られる。
　なお、前記「１ｍＡ／ｍ^２、１０ｍＶ」の値は所定の幅（例えば、±５０％程度）を有するものである。

鋼材腐食の原理を説明する腐食状況を模式的に示す模式図。電解質中における金属体の分極を測定するための測定装置を模式的に示す模式図。電解質中における金属体の分極を測定した測定結果を模式的に示す分極特性図。電解質中における金属体の分極を測定した測定結果を模式的に示す分極特性図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するものであって、ターフェル勾配の目安を示す分極特性図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するものであって、ターフェル勾配の目標値（見掛けの勾配）を示す分極特性図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するフローチャート。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって、測定装置を模式的に示す模式図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって通電要領を模式的に示す電流密度と時間との相関図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって見掛けの勾配を算出する電流密度の対数と分極量との相関図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって見掛けの勾配を算出する電流密度の対数と分極量との相関図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例２を説明するものであって、測定装置を模式的に示す側面図。本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例２を説明するものであって、測定装置を模式的に示す平面図。

　［実施の形態１］
　図５Ａ～図６Ｆは本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法を説明するものであって、図５Ａはターフェル勾配の目安を示す分極特性図、図５Ｂはターフェル勾配の目標値（見掛けの勾配）を示す分極特性図、図６Ａ～図６Ｆはフローチャートである。
　本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法（以下「腐食速度の測定方法」と称す場合がある）は、分極電流密度を段階的に増加させて求めた分極量ηからターフェル外挿法によって電解質中の金属体の腐食速度を求める方法であって、以下、測定対象を、例えば「鋼材」にした場合について、まず概要を説明し、その後に詳細な説明をする。

　（腐食速度の測定方法の概要）
　図６Ａ～図６Ｆにおいて、本発明の腐食速度の測定方法は、下記のステップを有している。以下、それぞれについて詳細に説明する。なお、腐食発生の有無を判断するステップ（ステップＢ）は、腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算した後に実施してもよいし、あるいは、省略してもよい。
　（Ａ）分極試験を実施するステップ、
　（Ｂ）腐食発生の有無を判断するステップ、
　（Ｃ）カソード目安勾配（β_Ｃ ^ｔｍｐ）およびアノード目安勾配（β_ａ ^ｔｍｐ）を計算するステップ、
　（Ｄ）誤差比率（ｄ）の対数値を用いて、目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップ、
　（Ｅ）カソード分極において、見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップ、または、アノード分極において、見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップ
　（Ｆ）見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）を計算するステップ、または、見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）を計算するステップ
　（Ｇ）腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップ、を有している。

　（Ａ：分極試験）
　電解質中の測定対象（以下「鋼材」と称す）を段階的に分極して、それぞれの段階における電流遮断直後の電位（以下「インスタントオフ電位」と称す）Ｅ_ｉｎｓを測定し、分極試験開始前の「自然電位Ｅ_ｃｏｒ」との差を計算して、これを「分極量η」とする。

　（Ｂ：腐食発生の有無の判断）
　分極試験の結果から、アノード電流密度が１ｍＡ／ｍ^２で、アノード分極試験における分極量η（インスタントオフ電位Ｅ_ｉｎｓと自然電位Ｅ_ｃｏｒとの差）が１０ｍＶ以上、プラス方向に分極する場合は、鋼材は不動態化している。したがって、アノード電流密度（腐食速度に相当する）が１ｍＡ／ｍ^２以下の場合は、「腐食なし」と判定し、腐食速度を求める以下の計算は行わない(図６ＡにおけるＳ１－１～Ｓ１－３参照)。
　また、コンクリート中の鋼材であって、分極試験前の自然電位が「－６５０ｍＶ　ｖｓ．ＳＣＥ」より卑で、且つ、電流密度が１ｍＡ／ｍ^２におけるカソード分極量およびアノード分極量がそれぞれ１０ｍＶ未満の場合、鋼材はアノード側の平衡状態にあるとする。したがって、電流密度（腐食速度）が１ｍＡ／ｍ^２以下の場合、「腐食なし」と判定し、以下の計算は行わない(図６ＢにおけるＳ２－１～Ｓ２－６参照)。

　（Ｃ：目安勾配の計算）
　図５Ａにおいて、対象鋼材の表面積に対する目安となる電流密度（以下「第１目安電流密度」と称す）ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２とし、これよりも次に低い段階（前段階）の電流密度（以下「第２目安電流密度」と称す）ｉ_ｔｍｐ-1を１００ｍＡ／ｍ^２として、かかる２点におけるそれぞれの分極量ηである第１目安分極量η_ｔｍｐおよび第２目安分極量η_ｔｍｐ-1から、ターフェル勾配の目安β_ｔｍｐを計算する。
　すなわち、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐの対数値と第２目安電流密度ｉ_ｔｍｐ-1の対数値との間の電流密度の変化分（ｌｏｇ（ｉ_ｔｍｐ）－ｌｏｇ（ｉ_ｔｍｐ-1））に対する第１目安分極量η_ｔｍｐと第２目安分極量η_ｔｍｐ-1との間の分極量の変化分（η_ｔｍｐ－η_ｔｍｐ-1）の次式で示す割合を、ターフェル勾配の目安β^ｔｍｐとする。
　　「β^ｔｍｐ＝（η_ｔｍｐ－η_ｔｍｐ-1）／（ｌｏｇ（ｉ_ｔｍｐ）－ｌｏｇ（ｉ_ｔｍｐ-1））」

　そして、カソード分極においてはカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）とする（図６ＣにおけるＳ３－１～Ｓ３－５参照）。
　同様に、アノード分極においてはアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）を計算する（図６ＤにおけるＳ４－１～Ｓ４－５参照）。
　なお、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２にしているが、第１目安分極量η_ｔｍｐが、カソード側またはアノード側で１０ｍＶに満たない場合は、η_ｔｍｐが１０ｍＶ以上になる電流密度を、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐとする（図６ＣにおけるＳ３－６、および図６ＤにおけるＳ４－６参照）。

　（Ｄ：目標分極量の計算）
　カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉ_Ｃ）を、誤差比率（ｄ）の対数値（ｌｏｇ（ｄ）＝ｉａ／ｉ_Ｃ）として、前記計算によって求めたアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）およびカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）を以下の式に代入して、ターフェル直線に近似するための目標分極量η_ｔｒｇの絶対値を求める（図６ＥにおけるＳ５－１参照）。なお、誤差比率（ｄ）を１％（ｄ＝０．０１）としている。
　　「η_ｔｒｇ＝－ｌｏｇ（ｄ）×（βｃ^ｔｍｐ×βａ^ｔｍｐ）÷（βｃ^ｔｍｐ＋βａ^ｔｍｐ）」

　（Ｅ：見掛けの勾配の計算）
　図５Ｂにおいて、カソード側の分極量（η_ｃ）が、目標分極量η_ｔｒｇに最も近い値である第１目標分極量η_ｔを、分極試験結果におけるインスタントオフ電位Ｅ_ｉｎｓから選択すると共に、鋼材の周囲の電解質がコンクリートのように流動しない場合は、第１目標分極量η_ｔよりも、次に低い段階（前段階）の第２目標分極量η_ｔ－１を選択する。そして、第１目標分極量η_ｔおよび第２目標分極量η_ｔ－１をそれぞれ生じる電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔおよび第２目安電流密度ｉ_ｔ－１を分極試験結果から読み取る。そこで、次式によって、カソード分極におけるターフェル勾配の目標値（以下「見掛けの勾配」と称す）βｃ’を計算する（図６ＥにおけるＳ５－１～Ｓ５－５参照）。
　　「βｃ’＝（η_ｔ－η_ｔ-1）／（ｌｏｇ（ｉ_ｔ）－ｌｏｇ（ｉ_ｔ-1））」
　なお、鋼材周囲の電解質が水溶液のように流動する場合は、第１目標電流密度ｉ_ｔよりも次に高い段階（次段階）の第２目標電流密度ｉ_ｔ＋1との２点から見掛けの勾配βｃ’を求める（図６ＦにおけるＳ６－１～Ｓ６－３参照）。

　なお、図示しないが、アノード側の分極量（η_ａ）が、目標分極量η_ｔｒｇに最も近い値である第１目標分極量η_ｔを、分極試験結果におけるインスタントオフ電位Ｅ_ｉｎｓから選択すると共に、鋼材の周囲の電解質がコンクリートのように流動しない場合は、第１目標分極量η_ｔよりも、次に低い段階（前段階）の第２目標分極量η_ｔ－１を選択する。そして、第１目標分極量η_ｔおよび第２目標分極量η_ｔ－１をそれぞれ生じる電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔおよび第２目安電流密度ｉ_ｔ－１を分極試験結果から読み取る。そこで、次式によって、アノード分極におけるターフェル勾配の目標値（以下「見掛けの勾配」と称す）βａ’を計算するものであってもよい。
　　「βａ’＝（η_ｔ－η_ｔ-1）／（ｌｏｇ（ｉ_ｔ）－ｌｏｇ（ｉ_ｔ-1））」
　なお、鋼材周囲の電解質が水溶液のように流動する場合は、第１目標電流密度ｉ_ｔよりも次に高い段階（次段階）の第２目標電流密度ｉ_ｔ＋1との２点から見掛けの勾配βａ’を求めるものであってもよい。

　（Ｆ：見掛けの平衡電位の計算）
　次に計算で求めた見掛けの勾配βｃ’、第１目標分極量η_ｔ、第１目標電流密度ｉ_ｔ、および自然電位Ｅ_ｃｏｒを次式（ターフェルの式）に代入して、見掛けの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’を計算する（図６ＥにおけるＳ５－６、および図６ＦにおけるＳ６－４参照）。
　　「Ｅ_ｃ ^０’＝Ｅ_ｃｏｒ－η_ｔ＋βｃ’×ｌｏｇ（ｉ_ｔ）」

　なお、計算で求めた見掛けの勾配βａ’、第１目標分極量η_ｔ、第１目標電流密度ｉ_ｔ、および自然電位Ｅ_ｃｏｒを次式（ターフェルの式）に代入して、見掛けの平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’を計算するものであってもよい。
　　「Ｅ_ａ ^０’＝Ｅ_ｃｏｒ＋η_ｔ－βａ’×ｌｏｇ（ｉ_ｔ）」

　（Ｇ：腐食速度の計算）
　腐食速度ｉ_ｉｎｔは、自然電位Ｅ_ｃｏｒ（分極量η＝０）における電流密度であるから、腐食速度ｉ_ｉｎｔの対数値を「ｋ」とすると、腐食速度ｉ_ｉｎｔは次式によって計算される（図６ＥにおけるＳ５－７～Ｓ５－８、および図６ＦにおけるＳ６－５～Ｓ６－６参照）。
　「ｌｏｇ（ｉ_ｉｎｔ）＝ｋ＝（Ｅ_ｃｏｒ－Ｅ_ｃ ^０’）／（－βｃ’）」、「ｉ_ｉｎｔ＝１０^ｋ」

　なお、腐食速度ｉ_ｉｎｔは、自然電位Ｅ_ｃｏｒ（分極量η＝０）における電流密度であるから、腐食速度ｉ_ｉｎｔの対数値を「ｋ」とすると、腐食速度ｉ_ｉｎｔは次式によって計算されるものであってもよい。
　「ｌｏｇ（ｉ_ｉｎｔ）＝ｋ＝（Ｅ_ｃｏｒ－Ｅ_ａ ^０’）／βａ’」、「ｉ_ｉｎｔ＝１０^ｋ」

　（Ａ：分極試験についての詳細な説明）
　腐食している金属表面のアノード部およびカソード部を「局部電極」と呼び、それぞれの電流密度と電位との関係を以下で説明する。なお、式（９）および式（１０）は、金属表面全体に与えた電流密度ｉ_ｏｕｔと分極量ηの関係を表しており、局部電極ごとのターフェル式を示していない。
　アノード分極ならびにカソード分極が活性化分極であれば、それぞれの電流密度と電位の関係は図３のように表される。また、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒにおける電位Ｅは式（２２）のような「ターフェル式」になる。ただし、ここでも面積Ａは局部アノードおよび局部カソードを含む全体の表面積とする。

　ここで「Ｅ^０’」は、アノード反応またはカソード反応の平衡電位、すなわち、それぞれの局部電極が単独にある場合の独自の電位、「β」はターフェル勾配で絶対値とする。「ｉ^０」は、平衡状態において釣り合って流れる電流で、「交換電流密度」と呼ばれ、ここでは絶対値とする。
　例えば、鋼材表面のアノード部は、カソード部の貴な電位に引き上げられて平衡電位Ｅ^０’から自然電位（腐食電位に同じ）Ｅ_ｃｏｒまで貴方向へ分極し、カソード電流とつり合って腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの速度で腐食する。

　（Ｂ：目安勾配の計算についての詳細な説明）
　図５Ａにおいて、分極試験は、まず、測定対象物を自然電位Ｅ_ｃｏｒから段階的にカソード分極し、各電流密度における電位を測定し、各電流密度におけるカソード分極量η_ｃを計算する。また、同様にアノード分極して、各電流密度におけるアノード分極量η_ａを計算する。
　なお、本発明の腐食速度の測定方法において、分極試験の条件、すなわち、
　（ａ）電流密度を段階的に増加させること、
　（ｂ）各電流密度における通電時間を一定にすること、
　（ｃ）電圧降下ＩＲを除去するためのインスタントオフ時間（電流を遮断してから測定までの時間）を一定にすることが重要である。

　次に、ターフェル式に乗る電流密度を「電流密度の目安（「第１目安電流密度」に相当する）ｉ_ｔｍｐ」を決め、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐにおける分極量を第１目安分極量η_ｔｍｐとする。
　ただし、第１目安分極量η_ｔｍｐが最小分極量ΔＥ_ｔｍｐの１０ｍＶに満たない場合は、分極量が１０ｍＶ以上になる電流密度を選択し、これを「第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐ」とする。ここで、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐは発明者が一定の測定方法（通電時間１秒間、休止時間１０秒間などを一定にした）で得た結果から、「２００ｍＡ／ｍ^２」が適していることが分かったので、本発明においてはこの値に限定している。
　なお、第１目安分極量η_ｔｍｐは、カソード分極およびアノード分極について求め、それぞれをカソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐおよびアノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐと称す。

　次に、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐの前に低い値の電流密度（「第２目安電流密度」に相当する）ｉ_{ｔｍｐ－１}における分極量（「第２目安分極量」に相当する）η_{ｔｍｐ－１}を、カソード分極およびアノード分極の結果から読み取り、それぞれをカソード第２目安分極量η_ｃ ^{ｔｍｐ－１}およびアノード第２目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}と称す。
　そこで、式（２３）に、カソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐ、カソード第２目安分極量η_ｃ ^{ｔｍｐ－１}、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐ、および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を代入して、カソード分極におけるターフェル式の目安勾配（カソード目安勾配）β_ｃ ^ｔｍｐを計算する。

　同様に、式（２４）に、アノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐ、アノード第２目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐ、および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を代入して、アノード分極におけるターフェル式の目安勾配（アノード目安勾配）β_ａ ^ｔｍｐを計算する。

　（Ｃ：目標分極量の計算についての詳細な説明）
　正確なターフェル式を得るためには、ある程度の分極量が必要であるが、過大な分極は測定対象の環境や表面状態を変化させるので好ましくない。一方、分極量が不足するとターフェル式に乗らない分極曲線からターフェル勾配を読むことになるので好ましくない。

　そこで、必要な分極量である「目標分極量η_ｔｒｇ」を求める。
　アノード分極におけるアノード電流密度ｉａは式（２５）で表されるから、両辺を対数で表すことによって、式（２６）が導かれる。
　同様に、カソード分極におけるカソード電流密度ｉｃは式（２７）になる。
　外部からの電流密度ｉ_ｏｕｔの電流を供給した場合、電流密度ｉ_ｏｕｔは、式（２７）で表されるカソード電流密度ｉｃと式（２６）で表されるアノード電流密度ｉａとの差として、式（２８）で表される。このとき、外部から供給される電流の電流密度ｉ_ｏｕｔが十分に高くなると、電流密度ｉ_ｏｕｔはカソード電流密度ｉｃとほぼ等しくなる。

　次に、カソード電流密度ｉｃに対するアノード電流密度ｉａの比を、「ｌｏｇ（ｄ）」とすると、「ｄ」は式（２９）になる。なお、「ｄ」を「誤差比率」と呼び、例えば０．０１(１％)が好ましい。そこで、式（２９）の両辺の対数をとると、式（３０）が得られる。

　鋼材を、カソード分極量η_ｃ（絶対値を「η」とする）だけカソード分極すると、アノード側では逆方向にカソード分極量η_ｃの絶対値に同じだけ分極することになる。すなわち、アノード分極量η_ａは、逆符号の「－η」となる。したがって、分極量ηが目標分極量η_ｔｒｇのとき、「η_ｃ＝η_ｔｒｇ」、「η_ａ＝－η_ｔｒｇ」であるから、式（２９）は式（３０）のように表すことができる。
　これより、外部からの電流の電流密度ｉ_ｏｕｔが誤差比率ｄのとき、カソード電流密度ｉ_ｃとほぼ等しくなるための目標分極量η_ｔｒｇは式（３１）から求まる。
　なお、カソード分極におけるターフェル式の目安勾配（カソード目安勾配）β_ｃ ^ｔｍｐ、およびアノード分極におけるターフェル式の目安勾配（アノード目安勾配）β_ａ ^ｔｍｐは、前記式（２３）および式（２４）のように測定した分極特性から求められている。また、誤差比率ｄは、例えば「０．０１（１％）」にしている。

　（Ｄ：見掛けの勾配の計算についての詳細な説明）
　以上のように求められた目標分極量η_ｔｒｇに対応して、カソード分極におけるターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の計算について詳細に説明する。
　図５Ｂにおいて、まず、カソード分極試験の結果から、目標分極量η_ｔｒｇに最も近い段階の分極量（「第１目標分極量」）η_tを読み取り、そのときの電流密度を第１目標電流密度ｉ_ｔとする。
　そして、測定対象がコンクリート中の鋼材のように電解質が流動しない場合は、第１目標電流密度ｉ_ｔの前段階の電流密度である第２目標電流密度ｉ_ｔ－１と、第２目標電流密度ｉ_ｔ－１における分極量である第２目標分極量η_ｔ－１とを読み取る。
　一方、測定対象が水溶液のように電解質が流動する場合は、第１目標電流密度ｉ_ｔの次に大きな電流密度を第２目標電流密度ｉ_ｔ＋１として、同様に、第２目標分極量η_ｔ＋１とを読み取る。
　以下、測定対象がコンクリート中の鋼材の場合について説明する。

　カソード分極における見掛けの勾配βｃ’は、第２目標電流密度ｉ_ｔ－１の対数値と第１目標電流密度ｉ_ｔの対数値との間の電流密度の変化分に対する、第２目標分極量η_ｔ－１と第１目標分極量η_ｔとの間の分極量の変化分の割合として、式（３２）によって計算することができる。
　ここで、見掛けの勾配βｃ’は、ある一定の条件における分極試験の結果から計算されるものであるため、「見掛けの」ターフェル勾配と称している。
　なお、以上は、測定値である第１目標電流密度ｉ_ｔおよび第２目標電流密度ｉ_ｔ－１を用いているが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の測定値から、分極特性を示す回帰式を求め、目標分極量η_ｔｒｇにおける当該回帰式の傾きを、見掛けの勾配βｃ’としてもよい。

　また、以上のように求められた目標分極量η_ｔｒｇに対応して、アノード分極におけるターフェル式の見掛けの勾配βａ’を計算するものであってもよい。
　アノード分極における見掛けの勾配βａ’は、第２目標電流密度ｉ_ｔ－１の対数値と第１目標電流密度ｉ_ｔの対数値との間の電流密度の変化分に対する、第２目標分極量η_ｔ－１と第１目標分極量η_ｔとの間の分極量の変化分の割合として、式（３３）によって計算することができる。
　ここで、見掛けの勾配βａ’は、ある一定の条件における分極試験の結果から計算されるものであるため、「見掛けの」ターフェル勾配と称している。
　なお、以上は、測定値である第１目標電流密度ｉ_ｔおよび第２目標電流密度ｉ_ｔ－１を用いているが、本発明はこれに限定するものではなく、複数の測定値から、分極特性を示す回帰式を求め、目標分極量η_ｔｒｇにおける当該回帰式の傾きを、見掛けの勾配βａ’としてもよい。

　（Ｆ：見掛けの平衡電位の計算についての詳細な説明）
　次に、見掛けの勾配βｃ’、第１目標分極量η_ｔ、第１目標電流密度ｉ_ｔ、および自然電位Ｅ_ｃｏｒを式（３４）に代入して、見掛けの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’を計算する。なお、見掛けの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’は、ある一定の条件における分極試験の結果から計算されるものであるため、「見掛けの」平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’と称している。

　また、見掛けの勾配βａ’、第１目標分極量η_ｔ、第１目標電流密度ｉ_ｔ、および自然電位Ｅ_ｃｏｒを式（３５）に代入して、見掛けの平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’を計算するものであってもよい。なお、見掛けの平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’は、ある一定の条件における分極試験の結果から計算されるものであるため、「見掛けの」平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’と称している。

　（Ｇ：腐食電流密度の計算についての詳細な説明）
　腐食速度ｉ_ｉｎｔは、自然電位Ｅ_ｃｏｒ（分極量η＝０）における電流密度であるから、腐食速度ｉ_ｉｎｔの対数値を「ｋ」とすると、腐食速度ｉ_ｉｎｔは、式（３６）および式（３７）によって計算される。

　また、腐食速度ｉ_ｉｎｔは、自然電位Ｅ_ｃｏｒ（分極量η＝０）における電流密度であるから、腐食速度ｉ_ｉｎｔの対数値を「ｋ」とすると、腐食速度ｉ_ｉｎｔは、式（３８）および式（３７）によって計算されるものであってもよい。

　（作用効果）
　本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法は以上であるから、以下の作用効果を奏する。
　（ｉ）実際の分極試験によって得られた分極特性に基づいてターフェル式を得るものであるから、より正確な腐食速度を求めることができる。
　（ｉｉ）従来のターフェル外挿法では、測定者が分極曲線図にターフェル直線を描き、これが自然電位と交差する電流密度を腐食電流密度として読み取っていたが、(ａ)測定者の主観によってターフェル直線が異なるという問題や、(ｂ)腐食電流密度の読み取りが煩雑であるという問題等があった。一方、本発明によると、分極試験の結果から外挿法による腐食速度を自動的に計算することができるので、前記問題（ａ）および（ｂ）が解消し、測定が迅速かつ正確になる。
　（ｉｉｉ）本発明によると、定電流で段階的に電流密度を高めるために、従来法である定電位法と比較してノイズの影響を受け難い。また、断続的に電流を流してインスタントオフ電位を測定するので電圧降下ＩＲの影響も受け難い。したがって、分極装置の機構が簡易であると共に、正確な測定ができる。

　［実施例１］
　図７Ａおよび図７Ｂは、本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって、図７Ａは測定装置を模式的に示す模式図、図７Ｂは通電要領を模式的に示す電流密度と時間との相関図である。
　（コンクリート中鋼材の腐食速度測定）
　本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によるコンクリート中の鋼材の腐食速度の測定値と、腐食減量から求めた腐食速度と、を比較するための試験を以下のように実施した。

　（測定方法）
　電解質１１としてのコンクリートは、表１Ａ（コンクリートの配合表）に示す配合で、セメントは普通ポルトランドセメントを使用し、測定対象１３である鉄筋を腐食させるため、塩化物イオンが１０ｋｇ／ｍ^３となるように食塩をコンクリートに添加した。
　測定対象１３である鉄筋は、直径１６ｍｍの磨き丸鋼を使用し、供試面積が８．０×１０^－３ｍ^２となるように塗装および粘着テープで被覆した。
　また、打設１９日後に、１Ａ／ｍ^２で７日間（打設１９～２６日の間）アノード溶解処理を行った。
　供試体として、供試体Ｃ１および供試体Ｃ２の２体を作製し、１体は室温における飽和湿度大気中に静置した。曝露期間終了時に、本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によって腐食速度の測定を行った後、供試体を解体して鉄筋を取り出し、除錆（ＪＩＳ　Ｚ２３７１塩水噴霧試験法の化学的腐食生成物除去方法に準ずる）後に秤量した。

　（分極曲線測定）
　図７Ａにおいて、分極測定装置１０は、以下に構成されている。
　（ｉ）対極１２：５ｍｍ格子、太さ０．７ｍｍの亜鉛めっき鋼の網１００ｍｍ×２００ｍｍ、平面中央に照合電極１４用の直径２０ｍｍの穴が形成され、コンクリート１１との接触層は不織布（図示しない）に飽和水酸化カルシウム水溶液が含浸されている。
　（ｉｉ）直流定電流装置（直流電源に同じ）１５：自動分極装置（図示しない）を使用して分極操作を実施。
　（ｉｉｉ）照合電極１４：飽和甘こう照合電極ＳＣＥを対極１２の中心に設置し、接触液は対極と同様。
　（ｉｖ）電流密度：０．００１Ａ／ｍ^２×１、２、５倍・・・と段階的に上昇し、測定された電位が２００ｍＶ以上分極するまで増加した。なお、測定精度向上のため最終試験では電流密度を０．００１Ａ／ｍ^２×１、２、４、６、８倍・・・と段階的に上昇している。
　（ｖ）通電および電位測定：通電時間を１秒間、通電遮断を１０秒間、通電遮断から「０．０５秒後」にインスタントオフ電位Ｅ_ｉｎｓを測定した（図７Ｂ参照）。

　（供試体Ｃ１の測定結果）
　表１Ｂに、供試体Ｃ１のコンクリート中鋼材の分極試験結果を示している。表１Ｂにおいて、供試体Ｃ１の必要最小限の電極反応を生じさせる第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２とし、その前段階の第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を１００ｍＡ／ｍ^２とする。そして、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐにおけるカソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを１０８ｍＶ、第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}におけるカソード第２目安分極量η_ｃ ^{ｔｍｐ－１}を６０ｍＶとして、式（２３）に代入する。
　アノード側については、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐおよび第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を、それぞれ同様に２００ｍＡ／ｍ^２および１００ｍＡ／ｍ^２にして、アノード第１目安分極量をη_ａ ^ｔｍｐおよび第２アノード目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を、それぞれ１３１ｍＶおよび６９ｍＶとして、式（２４）に代入する。

　表１Ｄａ、表１Ｄｂに、コンクリート中鋼材の腐食速度測定結果を示している。表１Ｄに示すように、ターフェル式の目安勾配として、カソード目安勾配βｃ^ｔｍｐが１４６ｍＶ、アノード目安勾配βａ^ｔｍｐが１９９ｍＶとして求まる。そこで、これらの値を式（３１）に代入して、目標分極量η_ｔｒｇの値「１６９ｍＶ」を求める。

　さらに、カソード側において、求まった目標分極量η_ｔｒｇの値である「１６９ｍＶ」に最も近い分極量である第１目標分極量η_ｔが１９８ｍＶであり、その時の電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔが５００ｍＡ／ｍ^２であり、その前段階の分極量である第２目標分極量η_ｔ－１が１０８ｍＶ、その時の電流密度である第２目標電流密度ｉ_ｔ－１が２００ｍＡ／ｍ^２であることを、測定値から読み取り、式（３２）に代入する。そうすると、ターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の値「２２６ｍＶ」が求まる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－４５０ｍＶ」を式（３４）に代入し、カソード側の見かけの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’の値「－３８ｍＶ」が求まり、さらに、これらの値を式（３６）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「６７ｍＡ／ｍ^２」を計算する。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「８３ｍＡ／ｍ^２」であった。

　表１Ｅには、供試体Ｃ１について最小分極量ΔＥ_ｔｍｐと第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを変化させて算出した腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値の精度を調べた結果を示す。
　なお、表１Ｅでは、計算に使用した計測データが表１Ａ～表１Ｄｂと異なるため、測定値の腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値が上記と異なっている。最小分極量ΔＥ_ｔｍｐは、カソード分極量であるが、絶対値を示しており、マイナスが付いていない。
　表１Ｅに示すように、最小分極量ΔＥ_ｔｍｐが２ｍＶ以上１２０ｍＶ以下であり、第１目安電流密度が１０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下である場合には、表１Ｅの腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値の隣に括弧書きした実測値との比のように、測定値が４０％以内で一致し、本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によって、コンクリート中鋼材の電流密度を正確に測定できることが明らかになった。
　ここで、測定値が４０％以内で一致した場合であっても正確に測定できていると判定しているのは、従来では実測値に対して桁単位での違いが生じる程の測定誤差が生じていたためである。
　また、より正確には表１Ｅに示すように、最小分極量ΔＥ_ｔｍｐが２ｍＶ以上２０ｍＶ以下のときには第１目安電流密度が６０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下である場合、または、最小分極量ΔＥ_ｔｍｐが４０ｍＶ以上１２０ｍＶ以下のときには第１目安電流密度が１０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下である場合に、測定値が４０％以内で一致する。

　（供試体Ｃ２の測定結果）
　表１Ｃａ、表１Ｃｂに、供試体Ｃ２のコンクリート中鋼材の分極試験結果を示している。供試体Ｃ２について表１Ｃａ、表１Ｃｂより、供試体Ｃ１と同様に、必要最小限の電極反応を生じさせる第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を１００ｍＡ／ｍ^２として、カソード側については、カソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを２５ｍＶ、カソード第２目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを１２ｍＶとして、式（２３）に代入し、カソード目安勾配β_ｃ ^ｔｍｐの値「４３ｍＶ」を求める。
　また、アノード側については、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を「１００ｍＡ／ｍ^２」として、アノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐを３３ｍＶ、第２アノード目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を１８ｍＶとして、式（２４）に代入し、アノード目安勾配β_ａ ^ｔｍｐの値「５０ｍＶ」を求める。
　さらに、前記求まった値「４３ｍＶ」および「５０ｍＶ」を式（３１）に代入して、目標分極量η_ｔｒｇの値「４６ｍＶ」を計算で求める。

　さらに、カソード側において、求まった目標分極量η_ｔｒｇの値である「４６ｍＶ」に最も近い分極量である第１目標分極量η_ｔが４５ｍＶであり、その時の電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔが４００ｍＡ／ｍ^２であり、その前段階の分極量である第２目標分極量η_ｔ－１が２５ｍＶ、その時の電流密度である第２目標電流密度ｉ_ｔ－１が２００ｍＡ／ｍ^２であることを、測定値から読み取り、式（３２）に代入する。そうすると、ターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の値が「６６ｍＶ」と求まる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－４２５ｍＶ」を式（３４）に代入し、カソード側の見かけの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’の値「－２９７ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３６）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「８４ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「７８ｍＡ／ｍ^２」であった。

　図８は、本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって、見掛けの勾配（βｃ’）を、供給された電流密度の対数値と測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きから計算する電流密度の対数と分極量との相関図である。
　供試体Ｃ２について、上述のように目標分極量η_ｔｒｇの値「４６ｍＡ」を計算で求めた後、表１Ｃａ、表１Ｃｂより、目標分極量η_ｔｒｇに近い分極量の電流密度１００ｍＡ／ｍ^２、２００ｍＡ／ｍ^２、４００ｍＡ／ｍ^２、６００ｍＡ／ｍ^２のそれぞれの対数（２、２．３０１０２９９９６、２．６０２０５９９９１、２．７７８１５１２５）に対する、それぞれの分極量（－１２ｍＶ、－２５ｍＶ、－４５ｍＶ、－６５ｍＶ）の点を電流密度の対数と分極量との相関図にプロットする。そして、例えば最小二乗法のように近似関数を計算する。この結果、近似関数は、「ｙ＝－６７．２３４ｘ＋１２６．２５」であった。この近似関数の傾き「６７ｍＶ」がターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の値となる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－４２５ｍＶ」を式（３４）に代入し、カソード側の見かけの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’の値「－２９７ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３６）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「８７ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「７８ｍＡ／ｍ^２」であった。このように、見掛けの勾配（βｃ’）を、供給された電流密度の対数値と測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きから計算することもできる。

　以上より、測定値が８０％以内で一致し、本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によって、コンクリート中鋼材の電流密度を正確に測定できることが明らかになった。

　（供試体Ｃ２のアノード側からの測定結果）
　なお、上記のカソード側と同様に、アノード側から測定することもできる。
　供試体Ｃ２について表１Ｃａ、表１Ｃｂより、供試体Ｃ１と同様に、必要最小限の電極反応を生じさせる第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を１００ｍＡ／ｍ^２として、カソード側については、カソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを２５ｍＶ、カソード第２目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを１２ｍＶとして、式（２３）に代入し、カソード目安勾配β_ｃ ^ｔｍｐの値「４３ｍＶ」を求める。
　また、アノード側については、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２および第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を「１００ｍＡ／ｍ^２」として、アノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐを３３ｍＶ、第２アノード目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を１８ｍＶとして、式（２４）に代入し、アノード目安勾配β_ａ ^ｔｍｐの値「５０ｍＶ」を求める。
　さらに、前記求まった値「４３ｍＶ」および「５０ｍＶ」を式（３１）に代入して、目標分極量η_ｔｒｇの値「４６ｍＡ」を計算で求める。

　表１Ｆａ、表１Ｆｂに、コンクリート中鋼材の腐食速度測定結果を示している。表１Ｆａ、表１Ｆｂより、アノード側において、求まった目標分極量η_ｔｒｇの値である「４６ｍＶ」に最も近い分極量である第１目標分極量η_ｔが５８ｍＶであり、その時の電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔが４００ｍＡ／ｍ^２であり、その前段階の分極量である第２目標分極量η_ｔ－１が３３ｍＶ、その時の電流密度である第２目標電流密度ｉ_ｔ－１が２００ｍＡ／ｍ^２であることを、測定値から読み取り、式（３３）に代入する。そうすると、ターフェル式の見掛けの勾配βａ’の値が「８３ｍＶ」と求まる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－４２５ｍＶ」を式（３５）に代入し、アノード側の見かけの平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’の値「－１５８ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３８）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「７９ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「７８ｍＡ／ｍ^２」であった。

　図９は、本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例１を説明するものであって、見掛けの勾配（βａ’）を、供給された電流密度の対数値と測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きから計算する電流密度の対数と分極量との相関図である。
　供試体Ｃ２について、上述のように目標分極量η_ｔｒｇの値「４６ｍＡ」を計算で求めた後、表１Ｃａ、表１Ｃｂより、目標分極量η_ｔｒｇに近い分極量の電流密度１００ｍＡ／ｍ^２、２００ｍＡ／ｍ^２、４００ｍＡ／ｍ^２、６００ｍＡ／ｍ^２のそれぞれの対数（２、２．３０１０２９９９６、２．６０２０５９９９１、２．７７８１５１２５）に対する、それぞれの分極量（１８ｍＶ、３３ｍＶ、５８ｍＶ、８７ｍＶ）の点を電流密度の対数と分極量との相関図にプロットする。そして、例えば最小二乗法のように近似関数を計算する。この結果、近似関数は、「ｙ＝７５．７４ｘ－１３２．４５」であった。この近似関数の傾き「７６ｍＶ」がターフェル式の見掛けの勾配βａ’の値となる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－４２５ｍＶ」を式（３５）に代入し、アノード側の見かけの平衡電位Ｅ_ａ ^ｏ’の値「－５６５ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３８）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「６９ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「７８ｍＡ／ｍ^２」であった。このように、見掛けの勾配（βａ’）を、供給された電流密度の対数値と測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、計算された関係式において、目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きから計算することもできる。

　以上より、カソード側からでなくアノード側からの測定値が８０％以内で一致し、本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によって、コンクリート中鋼材の電流密度を正確に測定できることが明らかになった。

　［実施例２］
　図１０Ａおよび図１０Ｂは、本発明の実施の形態１に係る電解質中の金属体の腐食速度測定方法の実施例２を説明するものであって、図１０Ａは測定装置を模式的に示す側面図、図１０Ｂは測定装置を模式的に示す平面図である。
　図１０Ａおよび図１０Ｂにおいて、測定装置２０は、自動分極装置２１とデータロガー２２とを有している。ガラスビーカー１９中に水道水１１が収納され、水道水１１に、対極１２、測定対象であるステンレス鋼１３、照合電極１４および亜鉛合金１７が浸漬されている。
　そして、自動分極装置２１に、対極１２、ステンレス鋼１３および照合電極１４が電線を介して接続され、データロガー２２に、ステンレス鋼１３および亜鉛合金１７が電線を介して接続されている。また、ステンレス鋼１３と亜鉛合金１７との間に電線を介して固定抵抗１８が設置されている。

　水道水中における亜鉛合金／ステンレス鋼のマクロセル腐食速度測定は、測定装置２０を用いて水道水中に亜鉛合金およびステンレス鋼を浸漬してマクロセルを形成させ、このマクロセル電流密度の測定値（腐食電流密度に相当する）ｉ_ｃｏｒと、本発明による腐食速度の測定方法によって測定された腐食速度ｉ_ｉｎｔとを比較した。測定結果を表２Ａａ～表２Ｃｂに示す。表２Ａａ、表２Ａｂに、供試体Ｗ１の水道水中マクロセルの分極試験結果を示している。表２Ｂに、供試体Ｗ２の水道水中マクロセルの分極試験結果を示している。表２Ｃａ、表２Ｃｂに、水道水中マクロセルの腐食速度測定結果を示している。通電時間などの測定条件は実施例１と同様にしている。

　試験Ｗ１について表２Ａａ、表２Ａｂより、必要最小限の電極反応を生じさせる電流密度である第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２、その前段階の電流密度である第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を１００ｍＡ／ｍ^２とし、それぞれにおけるカソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを１０８ｍＶ、第２目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を７６ｍＶとして、これらを式（２３）に代入し、カソード目安勾配β_ｃ ^ｔｍｐの値「１０６ｍＶ」を求める。
　同様に、アノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐを１５０ｍＶ、第２目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を９８ｍＶとして、これらを式（２４）に代入して、アノード目安勾配β_ａ ^ｔｍｐの値「１７２ｍＶ」を求める。

　そうすると、表２Ｃａ、表２Ｃｂに示すように、前記求めた値「１０６ｍＶ」および「１７２ｍＶ」を式（３１）に代入して、目標分極量η_ｔｒｇの値である「１３２ｍＶ」を得る。
　そこで、得られた目標分極量η_ｔｒｇ（１３２ｍＶ）に最も近い値であるカソード側の第１目標分極量η_ｔを１３０ｍＶとして、その時の電流密度である第１目標電流密度ｉ_ｔを３００ｍＡ／ｍ^２とし、また、その次段階の分極量である第２目標分極量η_ｔ＋１を１４２ｍＶ、その時の電流密度である第２目標電流密度ｉ_ｔ＋１を４００ｍＡ／ｍ^２と読み取る。そして、これらを式（３２）に代入すると、ターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の値「９６ｍＶ」が求まる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－９９１ｍＶ」を、式（３４）に代入し、カソード側の見かけの平衡電位Ｅ_ｃ ^ｏ’の値「－８８３ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３６）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「１３．３ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「１２ｍＡ／ｍ^２」であった。

　試験Ｗ２について表２Ｂより、第１目安電流密度ｉ_ｔｍｐを２００ｍＡ／ｍ^２、第２目安電流密度ｉ_{ｔｍｐ－１}を１００ｍＡ／ｍ^２、カソード第１目安分極量η_ｃ ^ｔｍｐを３３ｍＶ、カソード第２目安分極量η_ｃ ^{ｔｍｐ－１}を２０ｍＶとして、これらを式（２３）に代入し、カソード目安勾配β_ｃ ^ｔｍｐの値「４３ｍＶ」を求める。
　同様に、アノード第１目安分極量η_ａ ^ｔｍｐを３２ｍＶ、アノード第２目安分極量η_ａ ^{ｔｍｐ－１}を１５ｍＶとして、これらを式（２４）に代入して、アノード目安勾配β_ａ ^ｔｍｐの値「５６ｍＶ」を求める。

　そうすると、表２Ｃａ、表２Ｃｂに示すように、前記求めた値「４３ｍＶ」および「５６ｍＶ」を式（３１）に代入して、目標分極量η_ｔｒｇの値である「４９ｍＶ」を得る。
　そこで、得られた目標分極量η_ｔｒｇ（４９ｍＶ）に対応して、カソード側の第１目標分極量η_ｔを５３ｍＶ、および第１目標電流密度ｉ_ｔを４００ｍＡ／ｍ^２とし、また、第２目標分極量η_ｔ＋１を７０ｍＶおよび第２目標電流密度ｉ_ｔ＋１を６００ｍＡ／ｍ^２と読み取る。そして、これらを式（３２）に代入すると、ターフェル式の見掛けの勾配βｃ’の値が「９７ｍＶ」と求まる。
　さらに、測定時の自然電位Ｅ_ｃｏｒの値「－７１３ｍＶ」を、式（３４）に代入し、カソード側の見かけの平衡電位Ｅ_ｃｏｒ’の値「－５１５ｍＶ」を求め、さらに、これらの値を式（３６）および式（３７）に代入して、腐食電流密度ｉ_ｉｎｔの値「１１３ｍＡ／ｍ^２」を求める。なお、実測値は、腐食電流密度ｉ_ｃｏｒの値「１６６ｍＡ／ｍ^２」であった。

　以上より、測定値が６０％以内で一致し、本発明の電解質中の金属体の腐食速度測定方法によって、水道水中のマクロセル電流密度を正確に測定できることが明らかになった。
　なお、使用した亜鉛合金の水道水中における自己腐食は微少であることから、マクロセル電流密度が亜鉛合金の腐食速度とほぼ等しいとしている。

　本発明は以上であるから、各種構造部（例えば、コンクリート製橋梁、コンクリート製桟橋、コンクリート製共同溝、港湾岸壁、桟橋下部工、送電用架線支持構造基礎等）やこれらを構成する各種部材の金属体腐食測定に広く利用することができるから、社会資本の維持管理に貢献する。また、腐食メカニズム解明のための試験装置としても広く利用することができる。

１０分極測定装置
１１電解質（コンクリート、水道水）
１２対極
１３測定対象（ステンレス鋼）
１４照合電極
１５直流電源（直流定電流装置）
１６電圧計（電位差計）
１７亜鉛合金
１８固定抵抗
１９ガラスビーカー
２０測定装置
２１自動分極装置
２２データロガー

Claims

　電流密度を段階的に変更し、該変更された電流密度の電流を電解質中の金属体に供給して電極反応を生じさせ、カソード分極およびアノード分極の双方における電位を測定するステップと、
　前記測定した電位が前記金属体の自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から変化した量である分極量を求めるステップと、
　前記分極量のうち、予め定めた値である最小分極量よりも大きく、且つ、前記最小分極量に最も近い分極量を第１目安分極量として特定し、該第１目安分極量になったときに供給された電流密度である第１目安電流密度を求め、
　前記第１目安分極量よりも小さく、且つ、前記第１目安分極量に最も近い分極量を第２目安分極量として特定し、該第２目安分極量になったときに供給された電流密度である第２目安電流密度を求め、
　前記第１目安電流密度の対数値と前記第２目安電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目安分極量と前記第２目安分極量との間の分極量の変化分の割合を、カソード分極においてはカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）とし、アノード分極においてはアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）として計算するステップと、
　カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、式（３９）によって目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、
　カソード分極において、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に対応した電流密度である目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における、電流密度の対数値の変化分に対する分極量の変化分の割合である見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップと、
　前記目標分極量（η_ｔｒｇ）、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）、前記見掛けの勾配（βｃ’）、および前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から、式（４０）によって見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）を計算するステップと、
　前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）、前記見掛けの平衡電位（Ｅ_ｃ ^ｏ’）、および前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）から、式（４１）および式（４２）によって、前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）における電流密度である腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、
を有する電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、前記供給された電流密度の対数値と前記測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、該計算された関係式において、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きを計算する請求項１記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記見掛けの勾配（βｃ’）を計算するステップは、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の前記分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量とを特定して、これらを第１目標分極量および第２目標分極量とすると共に、前記第１目標分極量および前記第２目標分極量になったときに供給された電流密度を、それぞれ第１目標電流密度および第２目標電流密度として、前記第１目標電流密度の対数値と前記第２目標電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目標分極量と前記第２目標分極量との間の分極量の変化分の割合を計算する請求項１記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　電流密度を段階的に変更し、該変更された電流密度の電流を電解質中の金属体に供給して電極反応を生じさせ、カソード分極およびアノード分極の双方における電位を測定するステップと、
　前記測定した電位が前記金属体の自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から変化した量である分極量を求めるステップと、
　前記分極量のうち、予め定めた値である最小分極量よりも大きく、且つ、前記最小分極量に最も近い分極量を第１目安分極量として特定し、該第１目安分極量になったときに供給された電流密度である第１目安電流密度を求め、
　前記第１目安分極量よりも小さく、且つ、前記第１目安分極量に最も近い分極量を第２目安分極量として特定し、該第２目安分極量になったときに供給された電流密度である第２目安電流密度を求め、
　前記第１目安電流密度の対数値と前記第２目安電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目安分極量と前記第２目安分極量との間の分極量の変化分の割合を、カソード分極においてはカソード目安勾配（βｃ^ｔｍｐ）とし、アノード分極においてはアノード目安勾配（βａ^ｔｍｐ）として計算するステップと、
　カソード分極の電流密度（ｉｃ）に対するアノード分極の電流密度（ｉａ）の比（ｉａ／ｉｃ）を誤差比率（ｄ）の対数値として、式（４３）によって目標分極量（η_ｔｒｇ）を計算するステップと、
　アノード分極において、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に対応した電流密度である目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）における、電流密度の対数値の変化分に対する分極量の変化分の割合である見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップと、
　前記目標分極量（η_ｔｒｇ）、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）、前記見掛けの勾配（βａ’）、および前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）から、式（４４）によって見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）を計算するステップと、
　前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）、前記見掛けの平衡電位（Ｅ_ａ ^ｏ’）、および前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）から、式（４５）および式（４６）によって、前記自然電位（Ｅ_ｃｏｒ）における電流密度である腐食電流密度（ｉ_ｉｎｔ）を計算するステップと、
を有する電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、前記供給された電流密度の対数値と前記測定した電位とから両者の相関関係を示す関係式を計算して、該計算された関係式において、前記目標電流密度（ｉ_ｔｒｇ）の対数値における傾きを計算する請求項４記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記見掛けの勾配（βａ’）を計算するステップは、前記目標分極量（η_ｔｒｇ）に最も近い値の前記分極量と、前記分極量に最も近い値の分極量とを特定して、これらを第１目標分極量および第２目標分極量とすると共に、前記第１目標分極量および前記第２目標分極量になったときに供給された電流密度を、それぞれ第１目標電流密度および第２目標電流密度として、前記第１目標電流密度の対数値と前記第２目標電流密度の対数値との間の電流密度の変化分に対する、前記第１目標分極量と前記第２目標分極量との間の分極量の変化分の割合を計算する請求項４記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記最小分極量が２ｍＶ以上１２０ｍＶ以下である請求項１～６の何れか一項に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記最小分極量が１０ｍＶである請求項１～６の何れか一項に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記第１目安電流密度が１０ｍＡ／ｍ^２以上３００ｍＡ／ｍ^２以下である請求項７または８記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記第１目安電流密度が２００ｍＡ／ｍ^２である請求項７または８に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記誤差比率（ｄ）は、０．０１（１％）である請求項７～１０の何れか一項に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　アノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときの分極量が、プラス方向に１０ｍＶ以上である場合、前記金属体は不動態化しているとして、腐食なしと判定する請求項７～１１の何れか一項に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。
　前記自然電位が、－６５０ｍＶ　ｖｓ．ＳＣＥより卑で、且つ、カソード分極およびアノード分極の電流密度が１ｍＡ／ｍ^２のときのカソード分極の分極量およびアノード分極の分極量がそれぞれ１０ｍＶ未満のとき、腐食なしと判定する請求項７～１２の何れか一項に記載の電解質中の金属体の腐食速度測定方法。